專利名稱：在加塞的試樣管內(nèi)用于取樣和/或注入的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，該裝置用于在例如用塑料塞子密封的測(cè)試管等密封容器內(nèi)取樣和/或注入。
通常，為了安全及精確的目的，許多分析測(cè)試過程，尤其是生物學(xué)上的過程，我們應(yīng)用用橡膠塞(或更通常為塑料塞)塞住的試樣管，這樣做的目的是為了完成從屬于這些過程的所有操作而無需拿開塞子，并且因此無需直接進(jìn)入試樣。在血液學(xué)分析情況下，日益增加、經(jīng)常使用的是密封的測(cè)試管，其中所形成的相對(duì)真空使得采取血樣時(shí)能避免使用注射器，在抽吸壓力的作用下，血液能直接被抽吸進(jìn)管內(nèi)。
在這些管中完成的采樣和/或注入于是需要應(yīng)用這些裝置，這些裝置每個(gè)都包括一個(gè)與吸管和/或輸送管相連的中空針。
當(dāng)取樣裝置配有一套自動(dòng)分析系統(tǒng)時(shí)，取樣裝置具有一個(gè)吸量管頭，吸量管頭配備有確保針垂直移動(dòng)的裝置，也有可能針在裝有許多試樣管的吸量區(qū)域上方運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，很明顯針必須能完成許多刺入和取樣而不影響該裝置的精確性。
實(shí)際上發(fā)現(xiàn)這種裝置的完善和這種取樣針的設(shè)計(jì)引發(fā)許多的問題。
因此，應(yīng)用基本上為錐形的尖端逐步變細(xì)的常規(guī)中空針由于以下原因并不真的適合于自動(dòng)或半自動(dòng)分析系統(tǒng)在刺入塞的過程中，這些針的作用象一個(gè)中空的打孔器，在塞內(nèi)切割出一個(gè)橫截面與針孔橫截面基本相同的環(huán)形部分這個(gè)環(huán)形部分嵌入針孔內(nèi)并至少引起其部分被堵塞。因此，在吸入階段，這部分會(huì)產(chǎn)生一個(gè)頭部流量的或多或少的相當(dāng)損失，這構(gòu)成了取樣量(每次取樣這都必須是恒定的)的第一偏差源；在刺入作用過程中，塞受到一個(gè)變形從而引起容器內(nèi)壓力的變化(過壓)，所說的變化構(gòu)成關(guān)于取樣量的第二偏差源。同樣地，在針抽出的過程中，塞子在相反方向的變形產(chǎn)生一個(gè)壓降(減壓)，這引起趨于抽吸取樣液體的抽吸作用。事實(shí)上試管內(nèi)樣品的水平面由一個(gè)管到另一個(gè)管是變化的，這樣來自這兩種現(xiàn)象的不精確被放大了。因此，過壓和減壓值不能被確定。
中空的打孔作用導(dǎo)致了孔的形成，在抽出針后孔的密封性不好，結(jié)果是密封的緊度不能再被保證。
為了去除這些取樣量不精確的問題，考慮到上述的參量，建議應(yīng)用電子閥取樣裝置使復(fù)雜的取樣程序能夠完成。然而，這種解決辦法已證明花費(fèi)大，不十分可靠并且仍然不能解決所有上述缺陷。
本發(fā)明的主要目的是提供一種簡(jiǎn)便，相對(duì)便宜及對(duì)這些問題仍然有效的解決辦法。
因此，這里提供有一種應(yīng)用中空針的取樣裝置，此中空針軸向可動(dòng)以便能在用于密封容器的塞上穿孔，用于取樣的樣品裝于容器中。
根據(jù)本發(fā)明，該裝置的特征在于針的尖端至少包括一個(gè)與針的圓柱體的母線相正切的至少一個(gè)切割邊，一個(gè)與所說的圓柱體的邊相連的傾斜外形(oblique shape)及一個(gè)針孔的側(cè)向出口孔，針孔的出口孔位于遠(yuǎn)離邊的位置并且處于所說的母線的中心，這個(gè)孔垂直于針的縱向軸線。
有利的是，前述的邊和孔在與所說母線相切的同一平面內(nèi)延伸。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，前述的傾斜外形構(gòu)成圓柱體終端的彎曲部分，但所說的切面是一個(gè)垂直于彎曲部分對(duì)稱面的機(jī)加工面。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，在針的圓柱體的外部圓周面上至少包括一個(gè)軸向槽，軸向槽終止于距針端一個(gè)預(yù)先確定的距離處。更具優(yōu)越性的是，這個(gè)用于取樣過程中與樣品內(nèi)部容量空間相通的槽具有方形或矩形截面。
借助于一個(gè)未限定的例子，參照相應(yīng)附圖，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例現(xiàn)在將被闡述，其中

圖1是一種常規(guī)取樣裝置的圖示；圖2和圖3是在刺入塞子的過程中(圖2)及在抽出針的過程中(圖3)，表示試樣管形變的部分視圖4是在一個(gè)平行于針的縱向?qū)ΨQ平面的平面上根據(jù)本發(fā)明所用針的一個(gè)側(cè)視圖；圖5是圖4示的90°方向上針的一個(gè)側(cè)視圖；圖6是針頭的一個(gè)軸向截面圖；圖7和圖8是圖6分別沿A/A’和B/B’方向的截面圖；圖9是圖4至圖8所表示的針刺入塞的原理的視圖。
在圖1所示的樣例中，裝有分析試樣的容器由一個(gè)常規(guī)型的玻璃管1構(gòu)成，玻璃管用一個(gè)橡皮塞或塞子2封??；塞子包括一個(gè)直徑稍大于管1內(nèi)徑的圓柱體3，還包括一個(gè)直徑大于管1外徑也為圓柱形的帽4。
帽4的上側(cè)包括一個(gè)球形凹槽5，其用于減少中間區(qū)域的厚度并由此刺入。當(dāng)然，圓柱體3緊裝于管1內(nèi)，而圓柱體3與帽4形成一個(gè)緊靠管1上邊緣的肩。
在管1的軸線方向上示有一個(gè)吸量管頭6，吸量管頭相對(duì)于所說的軸線垂直可動(dòng)并且包括一個(gè)能沿平行于所說的軸線驅(qū)動(dòng)針7轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度的機(jī)構(gòu)。
該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與針構(gòu)成整體的齒條8，齒條與由一個(gè)直流電機(jī)M驅(qū)動(dòng)的小齒輪9相嚙合。直流電機(jī)由直流電源S供給能量，直流電源的電流強(qiáng)度和/或電壓特性在被傳至處理器P以前由探測(cè)器D測(cè)量，處理器P控制該裝置。至于針7，它與取樣/注入電路I相連接，也由微處理器P驅(qū)動(dòng)。
該裝置的操作如下在取樣和/或注入階段，吸量管頭6自身定位于管1上，針7位于管1的縱向軸線上。
處理器P于是控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以便引起齒條8的移動(dòng)從而使緊固于齒條8上的針7移動(dòng)。
針7于是作直線運(yùn)動(dòng)直至到達(dá)塞2。當(dāng)針的尖端與塞2相接觸時(shí)，在電機(jī)M的平面上產(chǎn)生的加載運(yùn)動(dòng)更改了供給電流的特性。這些變化由探測(cè)器D探測(cè)到，探測(cè)器把相應(yīng)的探測(cè)信息傳給處理器P。在塞2的穿孔過程中，針7使橡膠體3受到一個(gè)產(chǎn)生向下形變(四周翹起而彎曲)的壓力，同時(shí)增加了腔體的容積(圖2)。這種形變因而增加了管1內(nèi)的壓力。即使這種過壓被針7中的氣路所抵消，試管內(nèi)的壓力仍然不能被確定。結(jié)果，取樣量將不準(zhǔn)確。
在針7抽出的過程中，塞2的圓柱體3受到一個(gè)與前面壓力相反的壓力塞體2的下部產(chǎn)生變形而呈凹形同時(shí)在管內(nèi)(圖3)產(chǎn)生一個(gè)壓降。這種壓降將引起由針取樣的液體受到一個(gè)吸力，這進(jìn)一步增加了取樣量的不精確度。由于管1內(nèi)樣品水平面的作用，這二種現(xiàn)象進(jìn)一步變化。
當(dāng)然，常規(guī)針的作用象一個(gè)中空的打孔器并且切除部分橡皮，這部分橡皮能至少部分地堵塞針7，由這個(gè)事實(shí)引起的原因增加了這些不精確源。
如圖4至圖8所示，本發(fā)明的針使得這些缺陷能被避免。
該針7包括一個(gè)中空的圓柱體10，針的削尖端11通過把圓柱體10的末端彎曲而獲得，并且通過加工所說的彎曲端以便產(chǎn)生一個(gè)與圓柱體10的母線相切的面13，該面并且垂直于所說的彎曲部分C的對(duì)稱面。
我們于是得到一個(gè)平的機(jī)加工面13，它的卵形端組成切割邊的起始端。通過磨削兩個(gè)側(cè)面14,15使切割邊A1,A2變得尖銳，并給予兩切割邊一個(gè)削尖的V形形式，這由圖5可見。
而且，圓柱體10的外表面包括4個(gè)縱向槽16，四個(gè)槽徑向兩兩對(duì)置，每個(gè)都為方形橫截面。
這些制成占有針7長度大部分的縱向槽16終止端與尖端11有一個(gè)預(yù)定的距離以便不可能與被取樣的液體相接觸。
借助于這種設(shè)置，在塞2的穿孔過程中，尖端11的切割邊A1,A2在橡皮內(nèi)完成一個(gè)直線切割，于是避免了任何中空打孔現(xiàn)象。裂縫F于是通過彎曲部分在一側(cè)彈性擴(kuò)張逐漸形成一環(huán)形18直至到達(dá)圓柱體10。在這個(gè)穿孔過程中，機(jī)加工面13在裂縫面上滑動(dòng)，針孔CA的出口孔O在機(jī)加工面13上開口，并且只有最小的壓力施加于裂縫面上因而只有很小的變形(它仍然是平的)。結(jié)果，橡皮不進(jìn)入孔O內(nèi)并且無外部塞入的危險(xiǎn)。
一旦針7的尖端穿過塞2并且槽16進(jìn)入管1內(nèi)，就可得到試管1內(nèi)部容量的通透，在取樣階段試管內(nèi)的壓力于是減少至恒定值(大氣壓)。取樣量于是不再受到上面提到的變化壓力的作用并且因而相對(duì)精確。
在抽取針7的過程中，與試樣相接觸的針端被擦得很好以至于沒有橡皮被去除并且裂縫隨著針橫截面的減小逐漸閉合。
當(dāng)針被抽出的時(shí)候，裂縫完全被封住并且由試管加于橡膠體上的預(yù)應(yīng)力確保完美的密封
權(quán)利要求
1．在一個(gè)用塞(2)密封的(容器(1))中取樣和/或注入液體的裝置，該裝置用一個(gè)軸向可動(dòng)的中空針(7)以便能刺穿塞，其特征在于，針(7)的尖端(11)至少包括一個(gè)切割邊(A1,A2)，一個(gè)傾斜外形(C)和一個(gè)針孔(CA)的側(cè)出口孔(O)，切割邊與針(7)的圓柱體(10)的母線相切，斜形外形(C)與該圓柱體(10)的邊(A1,A2)相連接，側(cè)出口孔(O)與邊(A1,A2)有一定距離并位于該母線的中央，該孔(O)垂直于針(7)的縱向軸線。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所說的孔(O)和所說的邊(A1,A2)在與所說的母線相切的同一平面內(nèi)延伸。
3．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所說的傾斜形狀由圓柱體(10)的末端彎曲部分(C)構(gòu)成。
4．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所說的切面是一個(gè)垂直于彎曲端對(duì)稱面的一個(gè)機(jī)加工面。
5．如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，針(7)的圓柱體(10)在其外圓柱表面上至少有一個(gè)軸向槽(16)，槽終止于與針端(11)有一預(yù)定距離的位置。
6．如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所說的槽(16)具有方形或矩形橫截面。
7．或是如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所說的圓柱體(10)包括4個(gè)縱向槽(16)，槽徑向兩兩對(duì)置。
8．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，由于兩個(gè)側(cè)面(14,15)的磨削，切割邊(A1,A2)呈尖角形狀。
9．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，針(7)的運(yùn)動(dòng)由一個(gè)電機(jī)(M)控制，電機(jī)所具有的電路包括一個(gè)探測(cè)器(D)，當(dāng)針(7)尖端與塞(2)相接觸時(shí)，探測(cè)器能探到表示產(chǎn)生的加載運(yùn)動(dòng)的參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一軸向可動(dòng)的中空針以便刺入一容器塞,所說的針包括一個(gè)尖角端,一個(gè)傾斜外形(C)和一個(gè)針孔(CA)的側(cè)出口孔(O)。尖角端具有一個(gè)與針(7)的圓柱體(10)的母線相切的切割邊(A
文檔編號(hào)B01J4/00GK1236434SQ98801181
公開日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1998年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月20日
發(fā)明者帕特里克·費(fèi)爾, 帕特里克·佩蘭, 阿蘭·魯索 申請(qǐng)人:新式儀器公司